碳纤维桅杆、水翼、热塑性复材齐上阵：欧洲复材集群押注绿色航运
高性能复材制造正从帆船赛验证场进入航运工业主战场。对碳纤维行业而言，船舶减碳可能带来新的增量应用，包括大型碳纤维桅杆、水翼、预浸料、热塑性复材、自动化铺放和结构健康监测。
据悉，布列塔尼“帆船谷”正在把离岸帆船赛中积累的碳纤维制造能力，转向商用航运减碳市场。以洛里昂和瓦讷为中心，当地企业已具备制造大型碳纤维桅杆、机器人铺放水翼和大尺寸模具的能力，并表示已获得付费客户。
一根原型碳纤维桅杆高66米、宽2米，重约20吨，制造工时约2万小时，可在无支索条件下承载1,500平方米风帆。朗姆路为全程单人航行，材料一旦在海上失效，无法获得现场修复，这也倒逼当地复材制造体系形成高可靠性要求。该集群由布列塔尼产业发展机构运营，汇聚约300家企业、3,000个就业岗位，正将竞赛级复材经验拓展至货船和邮轮。
量产阶段最显著变化是自动化。铺层作业从过去95%手工转向90%机器人完成，机器人运行于长度超过70米的轨道上。碳纤维预浸料半壳铺放后通过扫描建立数字孪生，再进行粘接和机加。产线目标为每月一根桅杆，每根复合材料用量约20吨，年产能最高可达15根。
水翼领域同样走向自动化。Avel Robotics 称其在 IMOCA 水翼市场占有约50%份额，并为2024—2025年旺代环球帆船赛中25艘配备水翼的船只中的9艘供货。其水翼重约300公斤，长6至8米，主梁采用中模量碳纤维，高模量纤维仅用于关键部位。自2020年起，公司使用 东丽碳纤维欧洲公司的预浸丝束材料，配合自动纤维铺放沿载荷路径布置纤维。水翼可使船体抬离水面，节能40%至50%。
Avel Robotics 水翼单位碳足迹从2022年的约66公斤二氧化碳当量/公斤降至2025年的约50公斤二氧化碳当量/公斤，降幅24%。公司将其归因于废料率下降、机器人效率提升、热压罐周期优化、采用法国制造的 Toray 纤维，以及从分切带材转向丝束预浸料。为进一步减排，公司正转向热塑性复合材料。MiniLab 水翼由90%热塑性复合材料构成，基体为 Victrex LMPAEK，并含10%回收材料，回收料来自废料、边角料和铣削粉尘，由 ComposiTIC 处理，仅用于非结构前缘和后缘。Foil Infinity 项目目标是在2030年前实现完全可回收的竞赛水翼。
上述能力正在延伸至商用船舶。SMM Composites 近期向瑞典 一家公司交付三套系列模具，用于斯德哥尔摩公共交通电动水翼渡轮。
值得关注的趋势有三点：一是大型复材构件从手工铺层转向机器人自动化，决定其能否规模化；二是 丝束预浸料与自动纤维铺放在复杂曲面构件中的价值提升；三是热塑性基体和回收材料正从非结构部位向更高性能应用推进。对中国碳纤维和复材企业来说，绿色航运带来的轻量化、自动化和可回收需求，值得持续跟踪。
来源：JEC
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